華中科大透露，該校機(jī)械學(xué)院張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的一項(xiàng)金屬3D打印技術(shù)“智能微鑄鍛”，在3D打印技術(shù)中加入了鍛打技術(shù)，成功制造出世界首批3D打印鍛件。
對(duì)此，專家們認(rèn)為，該成果打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，開啟了人類實(shí)驗(yàn)室制造大型機(jī)械的歷史，并將給全球機(jī)械制造業(yè)帶來顛覆性創(chuàng)新。
據(jù)了解，3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。然而，常規(guī)3D打印不僅成本很貴，且工時(shí)很長，還打印不出經(jīng)久耐用的材質(zhì)來，一直沒有得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。全球3D打印行業(yè)一直處在“模型制造”和展示階段。
為解決這一世界性難題，華中科大數(shù)字裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授張海鷗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年潛心攻關(guān)，獨(dú)立研制的微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備創(chuàng)造性地將已有千年歷史的人類金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新，大幅提高了制件強(qiáng)度和韌性，提高了構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統(tǒng)巨型鍛壓機(jī)的成本，可通過計(jì)算機(jī)直接控制成形路徑，大大降低了設(shè)備投資和原材料成本。
目前，由“智能微鑄鍛”打印出的高性能金屬鍛件，已達(dá)到2.2米長約260公斤�，F(xiàn)有設(shè)備已打印飛機(jī)用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等八種金屬材料。
經(jīng)由這種微鑄鍛生產(chǎn)的零部件，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能均穩(wěn)定超過傳統(tǒng)鑄件。同時(shí)，該技術(shù)以金屬絲材為原料，材料利用率達(dá)到80%以上，絲材料價(jià)格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。由于這一技術(shù)能同時(shí)控制零件的形狀尺寸和組織性能，大大縮小了產(chǎn)品周期：制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過去需要三個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需十天左右。
放棄日本東京大學(xué)高薪 回國研究3D打印近20年,華中科大的中國版“居里夫婦”.在華中科大，張海鷗和王桂蘭，被喻為中國版的“居里夫婦”。1998年，從日本回國，夫婦二人都開始致力于3D打印的研究。
1998年，張海鷗和王桂蘭放棄在日本東京大學(xué)的高薪，來到華中科大，在3D打印領(lǐng)域一扎就是近20年。在王桂蘭眼中，先生是位多才多藝的教授。“他的歌唱得非常好。我當(dāng)時(shí)就是這樣上當(dāng)?shù)�。”談起�?dāng)年，王桂蘭略有些羞澀。張海鷗一首“我的太陽”徹底贏得了王桂蘭的芳心。后來，張海鷗去了日本東京大學(xué)念博士，王桂蘭也夫唱婦隨，也去了東京大學(xué)當(dāng)客座研究員�？赡苷撬亩嗖哦嗨�，使得他們的3D打印研究，開辟了一條新路。2008年，他們的研究陷入困境，不知道朝何處發(fā)展。這時(shí)，張海鷗突發(fā)奇想，為什么不把傳統(tǒng)分開進(jìn)行的“鑄”“鍛”“銑”合一進(jìn)行呢。對(duì)此，王桂蘭直斥先生異想天開。因?yàn)閹浊陙�，都沒有這種做法。為此，夫婦倆還大吵了幾架。當(dāng)然，都只是學(xué)術(shù)的爭吵。但吵歸吵，負(fù)責(zé)執(zhí)行的王桂蘭帶領(lǐng)她的團(tuán)隊(duì)，還是偷偷地進(jìn)行了研究。
2010年，王桂蘭團(tuán)隊(duì)成功完成了西飛大型飛機(jī)蒙皮熱壓成型模具，這驗(yàn)證了張海鷗的“鑄鍛銑合一”的設(shè)想。這也是全球首次進(jìn)行邊鑄邊鍛、鑄鍛合一的新技術(shù)。這種“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù)，有望改變世界金屬零件制造歷史，出現(xiàn)首次由中國制造領(lǐng)先的“東方時(shí)代”。
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